[发明专利]一种基于监测过程数据的软土路基沉降预测方法、预测系统、存储介质

说明书

本发明涉及一种基于监测过程数据的软土路基沉降预测方法、预测系统、存储介质，设计要点在于，在考虑增量侧向变形引起的沉降量增量时，考虑了排水这一影响，并且给出了两种计算排水影响的方法。采用本发明的一种基于监测过程数据的软土路基沉降预测方法、预测系统、存储介质，能够在进入预压期较短时间内获得更为精确的沉降预测结果。

技术领域

本发明涉及道路工程施工领域，具体涉及一种基于监测过程数据的软土路基沉降预测方法、预测系统、存储介质。

背景技术

对于路基沉降、地基沉降而言，已有许多学者进行了研究。

第一类是研究加快路基沉降进程的结构设计，如申请人在文献“江强,陈育民,王翔鹰,等.排水刚性桩沉桩挤土效应的现场试验研究[J].土木工程学报,2018”，提出了一种新型的排水刚性桩，且对其特性进行了试验研究。

第二类是研究路基沉降的变形规律。

如：“考虑侧向变形的软土地基非线性沉降计算的简化法”，杨光华，岩土工程学报，2017年第9期，认为：软土地基侧向变形占总沉降的比例大，通常的计算方法采用有侧限的一维压缩状态下的压缩模量应用于分层总和法来计算，这样的方法不能反应侧向变形对总沉降的影响，而规范方法则在该方法计算结果的基础上乘以1.1～1.7的经验系数，以修正计算误差。但经验系数的选取具有较大的人为性。为此，在广义胡克定律的基础上推导出可考虑侧向变形的计算方法，把软土地基沉降分为有侧限的压缩沉降Sc和侧向变形产生的沉降Sd两部分，前者采用传统的e–p曲线分层总和法计算，后者采用基于e–p曲线和邓肯–张(Duncan–Chang)本构模型的概念求取非线性割线模量Ep应用于分层总和法计算，这样就可以由e–p曲线进行考虑软土侧向变形的非线性沉降计算。另外，鉴于工程中初始孔隙比e0和压缩模量Es1-2(压力为100kPa和200kPa对应的压缩模量)是常用的参数，相对稳定且可较好反映软土的特性，建立了由e0和Es1-2求e–p曲线和e–lgp曲线的方法，从而可以求出不同应力水平下的压缩模量Esi，由Esi进行Sc和Sd的计算，实现可由初始孔隙比e0和压缩模量Es1-2进行考虑软土侧向变形的非线性沉降计算，为工程计算带来极大的方便。

再该文章中，将路基(地基)的沉降分为两部分：1)是侧限条件下的沉降；2)是侧向变形引起的竖向变形。

杨光华提出了上述理念，然而其给出的方法主要用于事前设计时采用。

而沉降计算的另一条思路，是根据实测数据来推算最终的沉降量。

三峡大学强跃老师在CN 105603955 B涉及公路路基施工技术领域，提供一种基于实测数据的剩余沉降计算方法及应用。一种基于实测数据的剩余沉降计算方法，包括：测量并记录沉降数据；路基填土至预压高度的时间记为第0天，测量得到的沉降值记为S0；计算理论剩余沉降量。一种卸载预压荷载的施工方法，根据所述的剩余沉降计算方法进行计算，确定卸载时机。该剩余沉降计算方法将指数曲线法与双曲线法的计算结果组合，其组合系数C以月沉降速率为确定的指标，测量误差小，同时其时效性高，并具有实际的物理意义，因此该剩余沉降计算方法的计算结果准确度高。利用该剩余沉降计算方法，能准确推算预压荷载的卸载时机，指导卸载预压荷载的施工。该专利的思想也是：总沉降由侧向沉降引起的沉降和固结沉降组成，双曲线法可以反映侧向变形引起的沉降和固结沉降，而指数曲线法则反映固结沉降。通过将指数曲线法与双曲线法的计算结果组合，所得计算方法准确度高，更接近实际沉降情况。通过组合系数C、1-C来体现固结沉降与侧向变形引起的沉降的比例大小。

CN 105603955 B的优点在于，将双曲线法、指数法的组合赋予了物理意义，而不是简单的将其视为两种数学模型的组合。但是其缺点在于C的计算缺乏理论支撑。